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可編程邏輯控制器控制功能的選擇

可編程邏輯控制器控制功能的選擇

該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
  1、運算功能
  簡單可編程邏輯控制器的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能;普通
可編程邏輯控制器的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等;大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的PID運算和其他**運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn),目前在可編程邏輯控制器中都已具有通信功能,有些產(chǎn)品具有與下位機的通信,濕度傳感器探頭, 不銹鋼電熱管, PT100傳感器, 流體電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計選型時應從實際應用的要求出發(fā),合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用場合,只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,當用于模擬量檢測和控制時,才使用代數(shù)運算,數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。
    2、控制功能
  控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應根據(jù)控制要求確定。可編程邏輯控制器主要用于順序邏輯控制,因此,大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,提高可編程邏輯控制器的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
  3、通信功能
  大中型可編程邏輯控制器系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議(如TCP/IP),需要時應能與工廠管理網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準,應是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。
  可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等;大中型可編程邏輯控制器通信總線(含接口設(shè)備和電纜)應1:1冗余配置,通信總線應符合國際標準,通信距離應滿足裝置實際要求。
  可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中,上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式:
  1)、PC為主站,多臺同型號可編程邏輯控制器為從站,組成簡易可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò);
  2)、1臺可編程邏輯控制器為主站,其他同型號可編程邏輯控制器為從站,構(gòu)成主從式可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò);
  3)、可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);
  4)、專用可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)(各廠商的專用可編程邏輯控制器通信網(wǎng)絡(luò))。
  為減輕CPU通信任務(wù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現(xiàn)場總線、)通信處理器。
  4、編程功能
  離線編程方式:可編程邏輯控制器和編程器公用一個CPU,編程器在編程模式時,CPU只為編程器提供服務(wù),不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后,編程器切換到運行模式,CPU對現(xiàn)場設(shè)備進行控制,不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本,但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU,主機CPU負責現(xiàn)場控制,并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機,下一掃描周期,主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高,但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,在大中型可編程邏輯控制器中常采用。
  五種標準化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準(IEC6113123),同時,還應支持多種語言編程形式,如C,Basic等,以滿足特殊控制場合的控制要求。
     5、診斷功能
  可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷,通過軟件對可編程邏輯控制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。
  可編程邏輯控制器的診斷功能的強弱,直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求,并影響平均維修時間。
     6、處理速度
  可編程邏輯控制器采用掃描方式工作。從實時性要求來看,處理速度應越快越好,如果信號持續(xù)時間小于掃描時間,則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號,造成信號數(shù)據(jù)的丟失。
  處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前,可編程邏輯控制器接點的響應快、速度高,每條二進制指令執(zhí)行時間約0.2~0.4Ls,因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應滿足:小型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.5ms/K;大中型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.2ms/K。
  可編程邏輯控制器的類型
  可編程邏輯控制器按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類,按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā),通常可按控制功能或輸入輸出點數(shù)選型。
  整體型可編程邏輯控制器的I/O點數(shù)固定,因此用戶選擇的余地較小,用于小型控制系統(tǒng);模塊型可編程邏輯控制器提供多種I/O卡件或插卡,因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù),功能擴展方便靈活,一般用于大中型控制系統(tǒng)

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